CH703832B1 - Insulating glass for windows and window assembly with such insulating glass. - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Isolierglas (10) für ein Fenster, umfassend wenigstens zwei Glasscheiben (11, 12), welche mit Abstand parallel zueinander angeordnet sind und einen thermisch isolierenden Zwischenraum (13) umschliessen, wobei die Glasscheiben (11, 12) durch randseitig umlaufende Abstandshalter (17) auf Abstand gehalten werden. Eine stark verbesserte mechanische Stabilität des Isolierglases wird dadurch erreicht, dass die Glasscheiben (11, 12) mit einem aussen umlaufenden, gemeinsamen Profil (14) jeweils fest verbunden sind und zusammen mit dem Profil (14) eine in sich mechanisch stabile Verbundplatte bilden.The invention relates to an insulating glass (10) for a window, comprising at least two glass panes (11, 12) which are arranged at a distance parallel to one another and enclose a thermally insulating intermediate space (13), wherein the glass panes (11, 12) encircle at the edge Spacers (17) are kept at a distance. A greatly improved mechanical stability of the insulating glass is achieved by virtue of the fact that the glass panes (11, 12) are firmly connected to an external, common profile (14) and together with the profile (14) form a mechanically stable composite plate.
Description
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Technik von Fenstern für Gebäude. Sie betrifft ein Isolierglas für ein Fenster gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Fensteranordnung mit einem solchen Isolierglas. The present invention relates to the technology of windows for buildings. It relates to an insulating glass for a window according to the preamble of claim 1 and a window assembly with such an insulating glass.
[0002] Der Bereich des Fenster- und Fassadenbaus im Aussenbereich unterliegt einer stürmischen Entwicklung. Die Anforderungen sowohl an die thermischen Eigenschaften als auch an die Dimensionen der Glaselemente sind stark gestiegen. The field of window and facade construction in the outdoor area is subject to a stormy development. The demands on both the thermal properties and the dimensions of the glass elements have risen sharply.
[0003] Anfang des laufenden Jahrzehnts hatte das verwendete Isolierglas noch zwei Glasscheiben und eine Dicke von 24–28 mm. Im Zuge der Verbesserung der thermischen Eigenschaften werden Isoliergläser heute meist aus drei Scheiben gefertigt, und ihre Dicke variiert zwischen 36 und 50 mm. Diese Entwicklung trug zwar zu wesentlich verbesserten thermischen Eigenschaften bei, verursachte aber auch eine Steigerung des Gewichts um 50%. Des Weiteren verlangt die moderne Architektur häufig grosse Glasflächen. Fenstergewichte von mehr als 100 kg sind daher heute durchaus Standard. Earlier this decade, the insulating glass used had two glass sheets and a thickness of 24-28 mm. In the course of improving the thermal properties of insulating glass today are usually made of three discs, and their thickness varies between 36 and 50 mm. Although this development contributed to significantly improved thermal properties, it also caused a 50% increase in weight. Furthermore, modern architecture often requires large glass surfaces. Window weights of more than 100 kg are therefore quite standard today.
[0004] Um dieser Entwicklung Rechnung zu tragen, haben die Fensterfabrikanten ihre Fenstersysteme optimiert und dickere und schwerere Glasscheiben integriert. Dieser Optimierungsprozess stösst aber aus den folgenden Gründen an Grenzen: Beim traditionellen Fensteraufbau wird das Isolierglas in einem Rahmen bzw. Flügelrahmen aus Holz, PVC oder Aluminium positioniert. Der Rahmen übernimmt die statischen Funktionen des Fensters. Er ist so dimensioniert, dass er sowohl die Wind- als auch Eigenlasten des Glases vollständig aufnehmen kann. Bei einem traditionellen System wird das Isolierglas in einem Flügel mit Tragklötzen in einem Falz in der Scheibenebene gehalten und vertikal zur Scheibenebene von einer Leiste oder einem metallischen Profil gehalten. Die Fig. 1 zeigt einen horizontalen Schnitt eines bekannten Fenstersystems Holz/Metall der letzten Generation. In order to take this development into account, the window manufacturers have optimized their window systems and integrated thicker and heavier glass panes. However, this optimization process reaches its limits for the following reasons: In traditional window construction, the insulating glass is positioned in a frame or sash frame made of wood, PVC or aluminum. The frame takes over the static functions of the window. It is dimensioned so that it can fully absorb both the wind and dead loads of the glass. In a traditional system, the insulating glass in a wing with supporting blocks is held in a groove in the disk plane and held vertical to the disk plane by a strip or a metallic profile. Fig. 1 shows a horizontal section of a known window system wood / metal of the last generation.
[0005] Die in Fig. 1 dargestellte Fensteranordnung 60 umfasst einen Blendrahmen 57, an dem ein Fensterflügel, der einen Flügelrahmen 59 und ein Isolierglas 58 aufweist, dichtend anliegt. Das Isolierglas 58, das eine Dicke d1 von zum Beispiel 37 mm hat und aus drei parallelen Glasscheiben in herkömmlicher Weise aufgebaut ist, wird in dem Flügelrahmen 59 von einem Halteprofil 64 gehalten, das mittels eines Verbindungselements 63 am Flügelrahmen 59 befestigt ist. Zur Abdichtung des Isolierglases 58 gegenüber dem Flügelrahmen 59 sind auf beiden Seiten Dichtprofile 65 und 66 vorgesehen. Gegenüber dem Blendrahmen 57 ist der Fensterflügel mit einem weiteren Dichtprofil 62 abgedichtet, welches an einer Aussenschale 61 angebracht ist. Die Breiten I1, I2 der überlappenden Rahmen 57 und 59 betragen typischerweise 51 und 65 mm, so dass der Rahmenbereich insgesamt eine Breite von 116 mm einnimmt. The window assembly 60 shown in Fig. 1 comprises a frame 57, on which a window sash, which has a sash 59 and an insulating glass 58, sealingly. The insulating glass 58, which has a thickness d1 of, for example, 37 mm and is constructed of three parallel glass panes in a conventional manner, is held in the casement 59 by a retaining profile 64, which is fastened to the casement 59 by means of a connecting element 63. To seal the insulating glass 58 relative to the sash 59, sealing profiles 65 and 66 are provided on both sides. Compared with the frame 57, the window sash is sealed with a further sealing profile 62, which is attached to an outer shell 61. The widths I1, I2 of the overlapping frames 57 and 59 are typically 51 and 65 mm, so that the frame area occupies a total width of 116 mm.
[0006] Die statische Leistungsfähigkeit dieses Fenstersystems ist begrenzt, da der Querschnitt des Flügelrahmens 59 klein ist. Zusätzlich wird der Eckverbund durch das Eigengewicht des Isolierglases 58 stark belastet Der Wärmedurchgangskoeffizient (Uf) dieses Fensterrahmens liegt bei etwa 1,4 (W/m<2>K). Die allgemeine Entwicklung der thermischen Eigenschaften lässt erwarten, dass dieser Wert über die nächsten Jahre auf einen Wert von 1,0 (W/m<2>K) sinken wird. The static performance of this window system is limited because the cross-section of the sash 59 is small. In addition, the corner bond is heavily loaded by the weight of the insulating glass 58. The heat transfer coefficient (Uf) of this window frame is about 1.4 (W / m <2> K). The general evolution of thermal properties suggests that this value will decrease to 1.0 (W / m <2> K) over the next few years.
[0007] Zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurde die Verklebung von Glas in die Fensterindustrie eingeführt. Sie findet zurzeit breite Anwendung. Sie sieht vor, das Isolierglas bzw. die Isolierscheibe auf den Rahmen bzw. Flügelrahmen (Holz, PVC und Aluminium) zu kleben. Die Fig. 2 zeigt einen Horizontalschnitt eines solchen bekannten Fenstersystems Holz/geklebtes Isolierglas. At the beginning of the 21st century, the bonding of glass was introduced into the window industry. It is currently widely used. It envisages gluing the insulating glass or the insulating pane onto the frame or sash frame (wood, PVC and aluminum). Fig. 2 shows a horizontal section of such a known window system wood / glued insulating glass.
[0008] Die in Fig. 2 dargestellte Fensteranordnung 70 umfasst wiederum einen Blendrahmen 67, an dem ein Fensterflügel, der einen Flügelrahmen 69 und ein Isolierglas 68 aufweist, dichtend anliegt. Das Isolierglas 68, das eine Dicke d1 von zum Beispiel 28 mm hat und aus zwei parallelen Glasscheiben in herkömmlicher Weise aufgebaut ist, wird in dem Flügelrahmen 69 durch eine Kleberschicht 76 gehalten. Auf der Aussenseite ist ein Aussenprofil 74 angeordnet. Zur Abdichtung des Isolierglases 68 gegenüber dem Flügelrahmen 69 ist auf der Innenseite ein Dichtprofil 75 vorgesehen. Gegenüber dem Blendrahmen 67 ist der Fensterflügel mit einem Dichtprofil 72 und einem weiteren Dichtprofil 73 abgedichtet, welches an einer Aussenschale 71 angebracht ist. Die Breiten I1, l2 der überlappenden Rahmen 67 und 69 betragen typischerweise 62 und 61 mm, so dass der Rahmenbereich insgesamt eine Breite von 123 mm einnimmt. The window assembly 70 shown in Fig. 2 in turn comprises a frame 67, on which a sash, which has a sash 69 and an insulating glass 68, sealingly. The insulating glass 68, which has a thickness d1 of, for example, 28 mm and is constructed of two parallel glass panes in a conventional manner, is held in the casement 69 by an adhesive layer 76. On the outside of an outer profile 74 is arranged. For sealing the insulating glass 68 relative to the sash 69, a sealing profile 75 is provided on the inside. Compared to the frame 67 of the window sash is sealed with a sealing profile 72 and another sealing profile 73 which is attached to an outer shell 71. The widths I1, L2 of the overlapping frames 67 and 69 are typically 62 and 61 mm, so that the frame area as a whole occupies a width of 123 mm.
[0009] Im Vergleich zum traditionellen Aufbau bieten geklebte Fenster die folgenden Vorteile: 1. Die Klebestelle überträgt das Eigengewicht des Glases durch eine flächige Schubbelastung, die eine Belastung des Rahmenverbundes vermeidet (zu öffnender Flügel). 2. Die steife oder semielastische Verklebung erlaubt eine Verbesserung der statischen Eigenschaften, denn das geklebte Glas beeinflusst die Steifigkeit des Flügelprofilquerschnitts. 3. Im industriellen Umfeld ist die Herstellung dieses Fenstertyps rationeller als für herkömmliche Systeme. 4. Die Herstellung dieses Fenstertyps, insbesondere der Verglasungsprozess, lässt sich besser automatisieren. In comparison to the traditional construction, glued windows offer the following advantages: 1. The splice transfers the weight of the glass by a flat shear load, which avoids stress on the frame assembly (opening wing). 2. The stiff or semi-elastic bond allows an improvement of the static properties, because the glued glass affects the stiffness of the airfoil section. 3. In the industrial environment, the manufacture of this type of window is more efficient than for conventional systems. 4. The production of this type of window, in particular the glazing process, can be better automated.
[0010] Der grosse Nachteil der geklebten Systeme kommt zum Vorschein, wenn die Scheiben ausgetauscht werden müssen. Gelegentlich muss man einen ganzen Flügel austauschen, was zu nicht zu vernachlässigenden zusätzlichen Kosten führt. The big disadvantage of glued systems comes to light when the discs must be replaced. Occasionally you have to replace a whole wing, which leads to not negligible additional costs.
[0011] Ein anderer Nachteil beruht auf der Klebetechnologie. Sowohl die Zugabe des Leims als auch der Klebeprozess benötigen Spezialwerkzeuge, welche für kleine und mittlere Unternehmen sehr kostenintensiv sind. Another disadvantage is based on the adhesive technology. Both the addition of the glue and the gluing process require special tools, which are very cost-intensive for small and medium-sized companies.
[0012] Diese Fenstertypen zeigen jedoch gute thermische Eigenschaften; der Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens (Uf) liegt bei etwa 1,2 W/m<2>K. However, these types of windows show good thermal properties; the heat transfer coefficient of the frame (Uf) is about 1.2 W / m <2> K.
[0013] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Isolierglas zu schaffen, welches eine Verbesserung der statischen Eigenschaften des Fensters ermöglicht, um grosse Dimensionen realisieren zu können. It is an object of the invention to provide an insulating glass, which allows an improvement of the static properties of the window in order to realize large dimensions can.
[0014] Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Abmessungen des Rahmens bzw. Flügelrahmens in einer Fensteranordnung soweit zu reduzieren, dass 1) die thermische Leistungsfähigkeit des Fensters erhöht wird; 2) die Herstellung des Fensters vereinfacht wird; 3) das ästhetische Erscheinungsbild des Fensters durch ein filigranes Aussehen verbessert wird; und 4) der Austausch der Gläser vereinfacht wird. It is a further object of the invention to reduce the dimensions of the frame or sash in a window arrangement so far that 1) the thermal performance of the window is increased; 2) the manufacture of the window is simplified; 3) the aesthetic appearance of the window is improved by a filigree appearance; and 4) the replacement of the glasses is simplified.
[0015] Die Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10. The objects are achieved by the features of claims 1 and 10th
[0016] Das erfindungsgemässe Isolierglas zeichnet sich dadurch aus, dass die Glasscheiben mit einem aussen umlaufenden, gemeinsamen Profil jeweils fest verbunden sind und zusammen mit dem Profil eine in sich mechanisch stabile Verbundplatte bilden. The inventive insulating glass is characterized in that the glass panes are each firmly connected to an outer circumferential, common profile and together with the profile form a mechanically stable composite plate.
[0017] Eine Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Profil so ausgebildet ist, dass die Glasscheiben im Randbereich nach Art einer Klammer aussen umfasst sind. Insbesondere weist das Profil zwei parallele, einander gegenüberliegende Innenseiten auf und umfasst mit den Innenseiten die Glasscheiben im Randbereich aussen nach Art einer Klammer. An embodiment of the insulating glass according to the invention is characterized in that the profile is formed so that the glass sheets in the edge region in the manner of a clip outside covers. In particular, the profile has two parallel, mutually opposite inner sides and comprises with the inner sides of the glass panes in the edge region outside in the manner of a clip.
[0018] Eine andere Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheiben und das Profil jeweils durch eine erste Kleberschicht miteinander fest verbunden sind, welche zwischen der Innenseite eines Schenkels des Profils und der Aussenseite der Glasscheibe angeordnet ist. Another embodiment of the insulating glass according to the invention is characterized in that the glass sheets and the profile are each fixedly connected to each other by a first adhesive layer, which is arranged between the inside of a leg of the profile and the outside of the glass pane.
[0019] Eine andere Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Profil zwei parallele, einander gegenüberliegende Aussenseiten aufweist und mit den Aussenseiten im Randbereich zwischen den Glasscheiben angeordnet ist. Another embodiment of the insulating glass according to the invention is characterized in that the profile has two parallel, mutually opposite outer sides and is arranged with the outer sides in the edge region between the glass panes.
[0020] Eine andere Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheiben und das Profil jeweils durch eine erste Kleberschicht miteinander fest verbunden sind, welche zwischen einer Aussenseite des Profils und der Innenseite der Glasscheibe angeordnet ist. Another embodiment of the insulating glass according to the invention is characterized in that the glass sheets and the profile are fixedly connected to each other by a first adhesive layer, which is arranged between an outer side of the profile and the inside of the glass sheet.
[0021] Eine andere Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheiben und das Profil jeweils durch eine erste Kleberschicht miteinander fest verbunden sind, welche zwischen einer Innenseite des Profils und der Aussenseite der Glasscheibe angeordnet ist. Another embodiment of the insulating glass according to the invention is characterized in that the glass sheets and the profile are fixedly connected to each other by a first adhesive layer, which is arranged between an inner side of the profile and the outer side of the glass pane.
[0022] Eine andere Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Profil aus einem Material mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht, der dem der Glasscheiben angepasst ist. Another embodiment of the insulating glass according to the invention is characterized in that the profile consists of a material having a thermal expansion coefficient which is adapted to the glass sheets.
[0023] Eine andere Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Profil aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellt ist. Another embodiment of the insulating glass according to the invention is characterized in that the profile is made of a glass fiber reinforced plastic.
[0024] Eine wieder andere Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kleberschicht eine hohe Zugscherfestigkeit, vorzugsweise von grösser 5 MPa, aufweist. Insbesondere soll die Klebeverbindung die folgenden Eigenschaften besitzen: – Verschiebungsmodul ca. 800 N/mm<2>; – Maximale Verschiebung bei Bruchlast 1,5 mm; – Lineares Verhalten (Kraft-Weg) bis zum Bruch. Another embodiment of the insulating glass according to the invention is characterized in that the first adhesive layer has a high tensile shear strength, preferably greater than 5 MPa. In particular, the adhesive bond should possess the following properties: - Displacement module approx. 800 N / mm <2>; - Maximum displacement at breaking load 1.5 mm; - Linear behavior (force-displacement) until breakage.
[0025] Eine weitere Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Abstandshaltern und dem Profil eine Abdichtung angeordnet ist. A further embodiment of the insulating glass according to the invention is characterized in that a seal is arranged between the spacers and the profile.
[0026] Die erfindungsgemässe Fensteranordnung umfasst ein Isolierglas, das in einen umlaufenden Flügelrahmen eingesetzt ist und in diesem gehalten wird, wobei das Isolierglas nach der Erfindung ausgebildet ist. The inventive window assembly comprises an insulating glass, which is inserted into a circumferential sash and is held therein, wherein the insulating glass is formed according to the invention.
[0027] Eine Ausgestaltung der erfindungsgemässen Fensteranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierglas und der umlaufende Flügelrahmen durch eine zweite Kleberschicht miteinander fest verbunden sind. An embodiment of the inventive window assembly is characterized in that the insulating glass and the circumferential sash are firmly connected to each other by a second adhesive layer.
[0028] Eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemässen Fensteranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kleberschicht zwischen dem Profil und dem Flügelrahmen angeordnet ist. Another embodiment of the inventive window assembly is characterized in that the second adhesive layer between the profile and the sash is arranged.
[0029] Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemässen Fensteranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Flügelrahmen eine Breite von weniger als 60 mm, vorzugsweise weniger als 40 mm, aufweist. A further embodiment of the inventive window arrangement is characterized in that the sash has a width of less than 60 mm, preferably less than 40 mm.
[0030] Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen <tb>Fig. 1<SEP>einen horizontalen Querschnitt durch eine Fensteranordnung nach dem Stand der Technik, bei welcher ein Isolierglas herkömmlicher Art mit drei Glasscheiben dichtend im Flügelrahmen gehalten wird; <tb>Fig. 2<SEP>einen horizontalen Querschnitt durch eine Fensteranordnung nach dem Stand der Technik, bei welcher ein Isolierglas herkömmlicher Art mit zwei Glasscheiben in einen Flügelrahmen eingeklebt ist; <tb>Fig. 3<SEP>in einer schematischen Darstellung die Verformung eines aus zwei Glasscheiben aufgebauten Isolierglases unter Windlast (P); <tb>Fig. 4<SEP>einen horizontalen Querschnitt durch ein Isolierglas gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem umgreifenden Profil; <tb>Fig. 5<SEP>einen horizontalen Querschnitt durch ein Isolierglas gemäss einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem zwischen den Glasscheiben liegenden Profil; <tb>Fig. 6<SEP>einen horizontalen Querschnitt durch eine Fensteranordnung gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung im noch nicht zusammengebauten Zustand; <tb>Fig. 7<SEP>die Fensteranordnung nach Fig. 6 im zusammengebauten Zustand; <tb>Fig. 8<SEP>einen horizontalen Querschnitt durch die Mittelpartie einer Fensteranordnung vom Mehrflügel-Typ aus dem Stand der Technik; und <tb>Fig. 9<SEP>in einer zu Fig. 8 vergleichbaren Darstellung die Mittelpartie einer Fensteranordnung gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments in conjunction with the drawings. Show it <Tb> FIG. 1 <SEP> a horizontal cross-section through a prior art window assembly in which a conventional type of insulating glass with three panes of glass is sealingly held in the casement; <Tb> FIG. FIG. 2 is a horizontal cross-section through a prior art window assembly in which a conventional type of glazing with two panes of glass is glued into a sash; FIG. <Tb> FIG. 3 <SEP> in a schematic representation of the deformation of an insulating glass made up of two glass panes under wind load (P); <Tb> FIG. FIG. 4 shows a horizontal cross section through an insulating glass according to an exemplary embodiment of the present invention with a encompassing profile; FIG. <Tb> FIG. FIG. 5 shows a horizontal cross section through an insulating glass according to another exemplary embodiment of the present invention with a profile lying between the glass panes; FIG. <Tb> FIG. FIG. 6 shows a horizontal cross section through a window arrangement according to an exemplary embodiment of the invention in the not yet assembled state; FIG. <Tb> FIG. 7 <SEP> the window assembly of Figure 6 in the assembled state. <Tb> FIG. FIG. 8 shows a horizontal cross-section through the middle part of a multi-wing type window assembly of the prior art; FIG. and <Tb> FIG. 9 in a representation comparable to FIG. 8, the middle part of a window arrangement according to an exemplary embodiment of the invention.
[0031] Ein Isolierglas für Fenster besteht üblicherweise aus zwei oder drei Glasscheiben, auf Abstand gehalten durch Abstandshalter, die mit einem elastischen Klebestoff wie zum Beispiel Butyl verklebt wurden. Diese Verklebung garantiert die Dichtigkeit des Raums zwischen den Scheiben und verbindet sie sehr flexibel. Die Luft oder das Gas (z.B. Argon) im Zwischenraum zwischen den Glasscheiben verbessert nicht nur die thermischen Eigenschaften, sondern sorgt auch für eine mechanische Verbindung zwischen den Glasscheiben. Während das Isolierglas durch die Windkräfte (P in Fig. 3 ) belastet wird, erlaubt diese Verbindung die Weiterleitung der Kräfte auf die Scheiben in Abhängigkeit ihrer jeweiligen Dicken. An insulating glass for windows usually consists of two or three glass sheets, kept at a distance by spacers which have been bonded with an elastic adhesive such as butyl. This bond guarantees the tightness of the space between the panes and connects them very flexibly. The air or gas (e.g., argon) in the space between the glass sheets not only improves the thermal properties but also provides a mechanical bond between the glass sheets. While the insulating glass is loaded by the wind forces (P in Fig. 3), this connection allows the transmission of the forces on the discs depending on their respective thicknesses.
[0032] Gemäss Fig. 3 kann man das herkömmliche Isolierglas 51 mit einer Sandwichplatte vergleichen, bei der die Glasscheiben 52, 53 elastisch mittels Butyl und Abstandshalter 54 mit dem Rahmen verbunden sind. Die Verbindung erlaubt es, die beiden äusseren Schichten zu belasten. Trotz des erhöhten Elastizitätsmoduls des Glases (Eg= 70 000 N/mm<2>) ist diese Kompositplatte sehr flexibel, denn ihre Struktur erlaubt keine starre Übertragung der Scherkräfte. Wenn das Isolierglas 51 (bei Auflage am Rand an den Auflagepunkten 55, 56) durch Biegung belastet wird, bewegen sich die Glasscheiben 52, 53 unabhängig voneinander. Damit kann die statische Höhe (Dicke) der Sandwichplatte nicht ausgenutzt werden. According to Fig. 3, one can compare the conventional insulating glass 51 with a sandwich plate, in which the glass sheets 52, 53 are elastically connected by means of butyl and spacers 54 to the frame. The connection makes it possible to load the two outer layers. Despite the increased modulus of elasticity of the glass (Eg = 70 000 N / mm 2), this composite plate is very flexible, because its structure does not allow a rigid transmission of the shear forces. If the insulating glass 51 is loaded (when resting on the edge at the support points 55, 56) by bending, the glass sheets 52, 53 move independently of each other. Thus, the static height (thickness) of the sandwich panel can not be exploited.
[0033] Ein Teil der Erfindung besteht nun darin, ein System zu bilden, bei dem die (in Bezug auf die Gebäudewand) inneren und äusseren Glasscheiben fest verbunden sind. Man bildet so eine mechanisch stabile, ergänzende Verbindung und kann damit die statische Höhe der Plattenstruktur ausnutzen. Man erhält so eine Verbundplatte, deren Festigkeit – wenn die Verbindung zwischen den Glasscheiben durch eine Klebung bewirkt wird – stark vom Typ des Klebstoffs abhängt. Hat die (flächige) Klebeverbindung ein hohes Verschiebungsmodul, ist der Plattenverbund entsprechend steif. A part of the invention is now to form a system in which the (with respect to the building wall) inner and outer glass sheets are firmly connected. It forms a mechanically stable, complementary connection and can thus exploit the static height of the plate structure. This gives a composite panel, the strength of which - if the connection between the glass sheets is effected by a bond - strongly depends on the type of adhesive. If the (flat) adhesive connection has a high displacement modulus, the plate composite is correspondingly stiff.
[0034] In Fig. 4 ist der horizontale Querschnitt durch ein Isolierglas gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben. Das Isolierglas 10 umfasst zwei im Abstand parallel zueinander angeordnete Glasscheiben 11,12, die durch umlaufende Abstandshalter 17 auf einem vorbestimmten Abstand gehalten werden und einen (üblicherweise gasgefüllten) Zwischenraum 13 einschliessen. Die Abstandshalter 17 sind vom Rand her etwas nach innen eingerückt und lassen so Platz für eine von aussen aufgebrachte Abdichtung 18. 4, the horizontal cross section is represented by an insulating glass according to an embodiment of the invention. The insulating glass 10 comprises two spaced apart glass panes 11,12, which are held by circumferential spacers 17 at a predetermined distance and include a (usually gas-filled) gap 13. The spacers 17 are indented from the edge slightly inwards, leaving room for a seal 18 applied from the outside.
[0035] Der Verbund aus den beiden Glasscheiben 11 und 12 wird randseitig von einem umlaufenden, U-förmigen Profil 14 umfasst, dessen Schenkel auf ihrer Innenseite durch flächige Kleberschichten 15, 16 mit der Aussenseite der jeweiligen Glasscheibe 11 beziehungsweise 12 fest verbunden sind. Das Profil 14 sollte folgende Charakteristika aufweisen: a) eine erhöhte mechanische Leistungsfähigkeit, b) eine gute UV Stabilität und gutes Alterungsverhalten, c) einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten nahe dem des Glases, und d) einen tiefen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten (Lambda-Wert). The composite of the two glass panes 11 and 12 is peripherally encompassed by a circumferential, U-shaped profile 14, whose legs are firmly connected on its inside by flat adhesive layers 15, 16 with the outside of the respective glass pane 11 and 12 respectively. The profile 14 should have the following characteristics: a) increased mechanical performance, b) good UV stability and good aging behavior, c) a thermal expansion coefficient close to that of the glass, and d) a low coefficient of thermal conductivity (lambda value).
[0036] Glasfaserverstärkte Kunststoffe sind daher besonders geeignet für diese Anwendung. Glass fiber reinforced plastics are therefore particularly suitable for this application.
[0037] Was die Kleberschichten 15, 16 angeht, so kommt den Charakteristika des verwendeten Klebstoffes eine zentrale Bedeutung zu. Der Klebstoff muss genügend fest sein gegenüber den (zum Beispiel bei Windlast) auftretenden Scherkräften. Infolgedessen muss das Verschiebungsmodul hoch sein. Vorzugsweise sollte die Zugscherfestigkeit des ausgehärteten Klebstoffes grösser 5 MPa sein. Ein solcher Klebstoff hat eine gute Stabilität gegenüber Temperaturdifferenzen und eine hohe Alterungsbeständigkeit. As far as the adhesive layers 15, 16 are concerned, the characteristics of the adhesive used are of central importance. The adhesive must be sufficiently strong in relation to the shear forces (for example when wind load occurs). As a result, the shift module must be high. Preferably, the tensile shear strength of the cured adhesive should be greater than 5 MPa. Such an adhesive has a good stability against temperature differences and a high resistance to aging.
[0038] Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Isolierglas nach der Erfindung. Das Isolierglas 20 der Fig. 5 umfasst wiederum einen Plattenverbund aus zwei parallelen Glasscheiben 11 und 12 mit entsprechenden Abstandshaltern 17 und eine Abdichtung 18. Das Profil 19, das durch zwei Kleberschichten 15, 16 mit den Glasscheiben 11, 12 fest verbunden ist, umfasst in diesem Fall den Plattenverbund nicht auf der Aussenseite, sondern liegt vollständig zwischen den beiden Glasscheiben 11, 12, in einem äusseren Zwischenraum, der durch ein weiteres Einrücken der Abstandshalter 17 und der Abdichtung 18 freigemacht worden ist. Das Profil 19 ist im dargestellten Beispiel als rechteckiges Rohr ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, ein Profil mit Doppel-T-Form oder dergleichen zu verwenden (siehe das Profil 19 ́ in Fig. 5 ). Wesentlich ist das Vorhandensein von zwei Aussenseiten für die Klebeverbindung mit den Glasscheiben, welche Aussenseiten durch einen Quersteg fest miteinander verbunden sein müssen. Fig. 5 shows a further embodiment of an insulating glass according to the invention. The insulating glass 20 of FIG. 5 in turn comprises a plate assembly of two parallel glass sheets 11 and 12 with corresponding spacers 17 and a seal 18. The profile 19, which is fixedly connected to the glass sheets 11, 12 by two adhesive layers 15, 16, comprises In this case, the composite plate not on the outside, but lies completely between the two glass panes 11, 12, in an outer space which has been cleared by further engagement of the spacers 17 and the seal 18. The profile 19 is formed in the example shown as a rectangular tube. But it is also conceivable to use a profile with double T-shape or the like (see the profile 19 in Fig. 5). Essential is the presence of two outer sides for the adhesive connection with the glass panes, which outer sides must be firmly connected to each other by a transverse web.
[0039] Der zweite Teil der Erfindung besteht darin, das Isolierglas 10, 20 und einen Rahmen beziehungsweise Flügelrahmen mittels einer mechanischen oder geklebten Verbindung zu verbinden, um eine Art monolithisches Komposit zu erhalten. Fig. 6 und Fig. 7 illustrieren dieses Vorgehen. In diesem Beispiel wird die Verbindung zwischen Isolierglas und Rahmen durch einen semielastischen Klebstoff realisiert. Die Klebeverbindung hat dabei vorzugsweise die folgenden Eigenschaften: – Verschiebungsmodul ca. 800 N/mm<2>; – Maximale Verschiebung bei Bruchlast 1,5 mm; – Lineares Verhalten (Kraft-Weg) bis zum Bruch. The second part of the invention is to connect the insulating glass 10, 20 and a frame or sash by means of a mechanical or glued connection in order to obtain a kind of monolithic composite. FIGS. 6 and 7 illustrate this procedure. In this example, the connection between insulating glass and frame is realized by a semi-elastic adhesive. The adhesive bond preferably has the following properties: - Displacement module approx. 800 N / mm <2>; - Maximum displacement at breaking load 1.5 mm; - Linear behavior (force-displacement) until breakage.
[0040] Die Fensteranordnung 30 gemäss Fig. 6 geht aus von einem Isolierglas 10 ́ (mit einer Dicke d1 von zum Beispiel 44 mm), das aus drei Glasscheiben 21, 22, 23 aufgebaut ist, die parallel zueinander durch entsprechende Abstandshalter 24, 25 auf Abstand gehalten und durch Abdichtungen 26, 27 nach aussen zu abgedichtet sind. Die äusseren beiden Glasscheiben 21 und 23 werden aussen wiederum von einem U-förmigen Profil 14 umgriffen, dass auf den Innenseiten seiner Schenkel durch Kleberschichten 15 und 16 mit den beiden Glasscheiben fest verbunden ist. Der zugehörige Flügelrahmen oder Rahmen 28 ist – da seine mechanische Belastung aufgrund des neuartigen Isolierglases erheblich verringert ist – sehr schmal gehalten (die Breite I2 beträgt beispielsweise nur 36 mm) und hat eine rechtwinklige Aussparung, in die das Isolierglas 10 ́ mit der Kante eingesetzt und dann mittels einer Kleberschicht 29 mit dem Rahmen 28 fest verbunden wird (siehe Fig. 7 ). Mit einer Breite I1 von zum Beispiel 54 mm des zugehörigen Blendrahmens 31 ergibt sich dann eine gesamte Breite 13 von nur 90 mm. Eine am Blendrahmen 31 befestigte Aussenschale 32 dient als Anschlag für den Fensterflügel. The window arrangement 30 according to FIG. 6 is based on an insulating glass 10 (with a thickness d1 of, for example, 44 mm) which is made up of three glass panes 21, 22, 23 which are parallel to one another by corresponding spacers 24, 25 kept at a distance and sealed by seals 26, 27 to the outside. The outer two glass panes 21 and 23 are in turn surrounded by a U-shaped profile 14 that is firmly connected on the inner sides of its legs by adhesive layers 15 and 16 with the two glass panes. The associated sash or frame 28 is - since its mechanical load is significantly reduced due to the new insulating glass - very narrow (the width I2, for example, only 36 mm) and has a rectangular recess into which the insulating glass 10 is inserted with the edge and then firmly connected by means of an adhesive layer 29 with the frame 28 (see Fig. 7). With a width I1 of, for example, 54 mm of the associated frame 31 then results in a total width 13 of only 90 mm. An outer shell 32 attached to the frame 31 serves as a stop for the window sash.
[0041] Die Erfindung erlaubt neue Fenstersysteme zu entwickeln, mit verbesserten statischen und thermischen Eigenschaften. Im Gegensatz zu aktuellen Systemen leistet die Dicke der Scheiben wegen des stabilen Plattenverbundes einen positiven Beitrag zu den statischen Eigenschaften des Fensters. The invention allows new window systems to be developed with improved static and thermal properties. In contrast to current systems, the thickness of the disks makes a positive contribution to the static properties of the window because of the stable composite panel.
[0042] Die Verringerung des Rahmenquerschnitts führt zu einer Verbesserung der thermischen Eigenschaften des Fensters. Erste Berechnungen zeigen, dass ein Wärmeleitkoeffizient (Uf) des in Fig. 7 gezeigten Fensters von 1,0 (W/m<2>K) erreicht werden kann. Dieser Wert ist etwa 20% besser als derjenige von aktuellen geklebten Systemen (Fig. 2 ). The reduction of the frame cross-section leads to an improvement of the thermal properties of the window. First calculations show that a heat conduction coefficient (Uf) of the window shown in Fig. 7 can be obtained from 1.0 (W / m <2> K). This value is about 20% better than that of current glued systems (Figure 2).
[0043] Die Verkleinerung (Verschlankung) des Rahmens 28 gibt dem Fenster darüber hinaus ein filigranes Aussehen, das von Architekten geschätzt wird. The reduction (slimming) of the frame 28 also gives the window a filigree appearance, which is appreciated by architects.
[0044] Die vorliegende Erfindung kann bei Fenstern aus Holz, Holz/Metall, PVC oder Aluminium angewendet werden. Man kann sich eine Palette von Produkten auf der gleichen Basis aufbauend vorstellen. Diese Einzigartigkeit ist neu im Bereich des Fenster und Fassadenbaus und öffnet neue Perspektiven. Auf der gleichen Basis (mit demselben Isolierglas) kann ein Hersteller verschiedene Märkte (Holz, PVC und Alu) bedienen. The present invention can be applied to windows made of wood, wood / metal, PVC or aluminum. One can imagine building up a pallet of products on the same basis. This uniqueness is new in the field of window and façade construction and opens up new perspectives. On the same basis (with the same insulating glass) a manufacturer can serve different markets (wood, PVC and aluminum).
[0045] Die Fig. 8 und Fig. 9 beziehen sich auf Fensteranordnungen 40 beziehungsweise 50 vom Mehrflügel-Typ. Fig. 8 zeigt die zentrale Einheit eines herkömmlichen Holz/Metall-Fensters, Fig. 9 die eines nach der Erfindung hergestellten, einer Art «monolithischen» Fensters. FIGS. 8 and 9 relate to multi-wing type window assemblies 40 and 50, respectively. Fig. 8 shows the central unit of a conventional wood / metal window, Fig. 9 that of a produced according to the invention, a kind of "monolithic" window.
[0046] Heute bestehen Mehrflügel-Fenster aus unterschiedlichen Rahmen (Öffnungsflügel) rechts oder links (Fig. 8 ). Um die Mittelpartie zu verkleinern, ist der linke Rahmen 34 der Fensteranordnung 40 unterschiedlich zum rechten Rahmen 36 profiliert. Die beiden herkömmlichen Isoliergläser 33 und 35 sind gegen die Rahmen 34, 36 durch ein entsprechendes Dichtprofil 37 abgedichtet. Zwischen beiden Rahmen 34, 36 liegt ein weiteres Dichtprofil 38. Eine Aussenschale 39 verdeckt die Mittelpartie nach aussen. Today there are multi-leaf windows of different frames (opening wings) right or left (Fig. 8). In order to reduce the center part, the left frame 34 of the window assembly 40 is profiled differently from the right frame 36. The two conventional insulating glasses 33 and 35 are sealed against the frame 34, 36 by a corresponding sealing profile 37. Between two frames 34, 36 is another sealing profile 38. An outer shell 39 covers the middle part to the outside.
[0047] Im Zuge der Verkleinerung des Rahmenquerschnitts ist es mit der Erfindung möglich (Fig. 9 ), eine Mittelpartie mit einer gleichen Profilierung bei beiden Rahmen 42 und 44 herzustellen. Dies bedeutet einen entscheidenden Vorteil dieser Erfindung. Im Endeffekt bedeutet dies, dass bei der Fensteranordnung 50 ein identischer Rahmen rechts und links hergestellt werden kann, was den Prozess der Fensterherstellung erleichtert. Beide Isoliergläser 10 ́ sind mit ihren Rahmen 42 und 44 jeweils durch eine Kleberschicht 41 beziehungsweise 43 verbunden. Die Mittelpartie ist durch eine symmetrische Aussenschale 45 abgedeckt, an welcher die Fensterflügel mittels Dichtprofilen 46 und 47 dichtend anliegen. In the course of the reduction of the frame cross section, it is possible with the invention (FIG. 9) to produce a center section with a same profiling in both frames 42 and 44. This represents a decisive advantage of this invention. In effect, this means that in the window assembly 50, an identical frame can be made right and left, which facilitates the window-making process. Both insulating glass 10 are connected to their frame 42 and 44 respectively by an adhesive layer 41 and 43, respectively. The middle part is covered by a symmetrical outer shell 45, on which the window sash by means of sealing profiles 46 and 47 bear sealingly.
[0048] Der Prozess der Verklebung des Profils mit den Glasscheiben zum fertigen Isolierglas kann im Industrieumfeld des Glasfabrikanten gemacht werden, der Rest der Produktion kann von kleinen oder mittleren Unternehmen bewerkstelligt werden. So schafft die Erfindung einen Mehrwert für den Glasfabrikanten. Im Gegensatz zu den aktuellen geklebten Systemen benötigt diese Erfindung keine kostenintensiven Installationen mehr bei den Verarbeitern (Fensterbauern) und auf diese Weise kann sie auch von kleinen und mittleren Unternehmen genutzt werden. The process of bonding the profile with the glass sheets to the finished insulating glass can be made in the industrial environment of the glass manufacturer, the rest of the production can be accomplished by small or medium-sized companies. Thus, the invention creates added value for the glass manufacturer. In contrast to the current glued systems, this invention does not require more expensive installations by the fabricators (window makers) and thus it can be used by small and medium-sized enterprises as well.
[0049] Die Verkleinerung der Rahmensektion erlaubt Materialeinsparungen. Für Holzfenster als auch Kunststoff- oder Aluminiumfenster oder Fenster aus gemischten Materialien (z.B. Wood-Plastic Composites WPC) kann man sich einen einfachen Aufbau wie in Fig. 6 , 7 vorstellen. Folgende Vorteile können damit erreicht werden: 1. Verminderung der Materialverluste bewirkt durch die Bearbeitung des Fries, 2. Reduktion der Kosten der Werkzeuge, 3. Vereinfachung des Zusammenbaus der Eckverbindung, und 4. Vereinfachung der Herstellung des Rahmens. The reduction of the frame section allows material savings. For wooden windows as well as plastic or aluminum windows or windows of mixed materials (e.g., Wood-Plastic Composites WPC), one can think of a simple construction as shown in Figs. The following advantages can be achieved with it: 1. Reduction of material losses caused by the processing of the frieze, 2. Reduction of the cost of the tools, 3. Simplification of the assembly of the corner joint, and 4. Simplification of the production of the frame.
Liste der BezugszeichenList of reference numbers
[0050] <tb>10, 10 ́<SEP>Isolierglas <tb>11, 12<SEP>Glasscheibe <tb>13<SEP>Zwischenraum <tb>14, 19, 19 ́<SEP>Profil <tb>15, 16<SEP>Kleberschicht <tb>17<SEP>Abstandshalter <tb>18<SEP>Abdichtung <tb>20<SEP>Isolierglas <tb>21, 22, 23<SEP>Glasscheibe <tb>24, 25<SEP>Abstandshalter <tb>26, 27<SEP>Abdichtung <tb>28<SEP>Flügelrahmen <tb>29<SEP>Kleberschicht <tb>30, 40, 50<SEP>Fensteranordnung <tb>31<SEP>Blendrahmen <tb>32<SEP>Aussenschale <tb>33, 35<SEP>Isolierglas <tb>34, 36<SEP>Flügelrahmen <tb>37, 38<SEP>Dichtprofil <tb>39<SEP>Aussenschale <tb>41, 43<SEP>Kleberschicht <tb>42, 44<SEP>Flügelrahmen <tb>45<SEP>Aussenschale <tb>46, 47, 48<SEP>Dichtprofil <tb>51<SEP>Isolierglas <tb>52, 53<SEP>Glasscheibe <tb>54<SEP>Abstandshalter <tb>55, 56<SEP>Auflagepunkt <tb>57, 67<SEP>Blendrahmen <tb>58, 68<SEP>Isolierglas <tb>59, 69<SEP>Flügelrahmen <tb>60, 70<SEP>Fensteranordnung <tb>61, 71<SEP>Aussenschale <tb>62, 65, 66<SEP>Dichtprofil <tb>63<SEP>Verbindungselement <tb>64<SEP>Halteprofil <tb>72, 73, 75<SEP>Dichtprofil <tb>74<SEP>Aussenprofil <tb>76<SEP>Kleberschicht[0050] <tb> 10, 10 <SEP> Insulating glass <tb> 11, 12 <SEP> glass pane <Tb> 13 <September> space <tb> 14, 19, 19 <SEP> profile <tb> 15, 16 <SEP> Adhesive layer <Tb> 17 <September> Spacers <Tb> 18 <September> seal <Tb> 20 <September> Insulating <tb> 21, 22, 23 <SEP> glass pane <tb> 24, 25 <SEP> Spacers <tb> 26, 27 <SEP> Sealing <Tb> 28 <September> casement <Tb> 29 <September> adhesive layer <tb> 30, 40, 50 <SEP> Window arrangement <Tb> 31 <September> frame <Tb> 32 <September> outer shell <tb> 33, 35 <SEP> Insulating glass <tb> 34, 36 <SEP> sash frames <tb> 37, 38 <SEP> Sealing profile <Tb> 39 <September> outer shell <tb> 41, 43 <SEP> Adhesive layer <tb> 42, 44 <SEP> sash frames <Tb> 45 <September> outer shell <tb> 46, 47, 48 <SEP> Sealing profile <Tb> 51 <September> Insulating <tb> 52, 53 <SEP> Glass pane <Tb> 54 <September> Spacers <tb> 55, 56 <SEP> Point of support <tb> 57, 67 <SEP> Frame <tb> 58, 68 <SEP> Insulating glass <tb> 59, 69 <SEP> sash frames <tb> 60, 70 <SEP> Window arrangement <tb> 61, 71 <SEP> Outer shell <tb> 62, 65, 66 <SEP> Sealing profile <Tb> 63 <September> connecting element <Tb> 64 <September> retaining profile <tb> 72, 73, 75 <SEP> Sealing profile <Tb> 74 <September> outer profile <Tb> 76 <September> adhesive layer
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